le moteur de la subduction

Le domaine continental et sa dynamique
Ch.2: la formation des chaînes de montagne
Le moteur de la subduction
Expliquer à partir de l'étude des documents proposés les causes de la subduction
Document 1: Variations de l'épaisseur de la lithosphère océanique
Remarque: on rappelle que la limite de la lithosphère est définie par l'isotherme 1300°
Document 2: Les dorsales sont des zones en extension comme en témoignent les fortes sismicités de ces
zones. La lithosphère s’éloigne progressivement de la dorsale au cours du temps. Les forces d’extension,
phénoménales, déforment les gabbros les plus profonds en gabbros déformés ou lités et fracturent les
basaltes en coussins de nombreuses failles et fissures.
Ces nouvelles fissures et failles dans la croûte océanique favorisent l’arrivée d’eau de mer et par
conséquent l’hydratation et le refroidissement des roches. Les roches subissent des transformations
minéralogiques lors de l’hydratation à haute température. L’olivine devient serpentine en s’hydratant de
même que plagioclases et pyroxènes s’assemblent pour donner une amphibole (le glaucophane). L’eau
réchauffée à plus de 300°C ressort par les fumeurs noirs, cheminées minérales caractéristiques des
dorsales océaniques. Lorsque la lithosphère se refroidit, la profondeur de l’isotherme 1300°C, symbole de
la limite lithosphère/asthénosphère, augmente : plus la lithosphère océanique est loin de la dorsale, plus
elle est épaisse. Sa densité augmente également avec la distance par rapport à la dorsale. Cela provoque
un enfoncement dans l’asthénosphère : là où les dorsales se situent en moyenne à -2500 m, la profondeur
moyenne du plancher océanique est de -4000 m.
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Document 3: Evolution de la densité de la lithosphère
océanique en fonction de son âge
Roche
Densité
Granite
2.82
Gabbro
3
Péridotite (asthénosphère)
3.25
Métagabbro (schiste vert)
3.2
Document 4: Densité de différentes
roches

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Le moteur de la subduction
Eléments de correction
Lors de sa formation, la croûte est essentiellement formée de gabbro, d'une densité de 3. La lithosphère océanique est donc
nettement moins dense que l'asthénosphère, ce qui lui permet de « flotter ».
Lors de son vieillissement, la croûte s'hydrate et se refroidit. Sa densité va alors augmenter. Dans le même temps, l'isotherme
1300 s'enfonce, du fait du refroidissement de la lithosphère. Celle-ci s'épaissit, passant à plus de 100 km d'épaisseur.
On voit par ailleurs que la densité de la lithosphère augmente en fonction de son âge (ce qui est lié au refroidissement). On parle
de subsidence thermique.
Au delà de 35 Ma, la lithosphère devient plus dense que l'asthénosphère: elle devrait couler.
La lithosphère va en fait continuer à flotter car elle est tenue par la lithosphère jeune, moins dense, et par la lithosphère
continentale, moins dense aussi.
Si des mouvements tectoniques provoquent une rupture au niveau de la jonction des lithosphères, la subduction débute, et sera
amplifiée par les changements minéralogiques: lors du métamorphisme, la densité augmente.